[实用新型]一种演示匀变速直线运动规律的物理实验教学装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是高中物理教学设备技术领域，具体地说是一种演示匀变速直线运动规律的物理实验教学装置。

背景技术

在高中物理教学中，许多情况下要做演示实验，由于物理学是一门以实验为基础的自然科学，回顾物理学产生和发展的过程，可以看出物理实验自始至终都占有极其重要的地位，无论是经典物理学的建立和发展，还是现代物理学的进展都与物理实验息息相关。通过实验可以使物理教学理论联系实际，引起学生学习兴趣，引导学生发掘问题，激发其求知欲望，从而调动他们学好物理的主动性和积极性，引导他们热爱科学。通过加强实验，不仅可以使学生具备一定的感性认识，更重要的是使学生进一步理解物理概念和定律是怎样在实验基础上建立起来的，从而有效地帮助学生形成概念，导出规律，掌握理论，正确而深刻地领会物理知识。通过实验培养学生的观察能力、思维能力、自学能力以及发现问题、分析问题和解决问题的能力；培养学生良好的实验方法以及基本的实验能力和动手能力，并且在此基础上进一步培养他们的独立工作能力和创新能力。

匀变速直线运动是高中教学中常见的运动形式，匀变速直线运动，速度均匀变化的直线运动，即加速度不变的直线运动。其速度时间图像是一条倾斜的直线，表示在任意相等的时间内速度的变化量都相同，即速度(V)的变化量与对应时间(t)的变化量之比保持不变（加速度不变），这样的运动是变速运动中最简单的运动形式，叫做匀变速直线运动。研究匀变速直线运动是高中物理实验必有的一个实验之一，主要实验原理是设s1、s2、s3…为纸带上相邻两个计数点之间的距离，通过计算相邻两个计数点之间的距离，若Δs＝s2－s1 ＝s3－s2＝s4－s3＝……＝常数，即连续相等的时间内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体做匀变速直线运动。并计算出加速度，匀变速直线运动满足Δs＝ aT2，即测出纸带上相邻点迹间的距离s1、s2、s3、s4…结合打点周期即可测出加速度。在具体的实验过程中，采用实验器材主要包括有打点计时器、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺和电源。

传统探究小车速度随时间变化规律的方法是采用“速度- 时间图像”来反应小车的运动规律，但是这种方法会遇到很多问题，比如说，纸带与打点计时器之间存在的摩擦会影响实验效果，实验时小车所挂钩码的个数必须要适当，小车的质量要远大于钩码的质量等等。整个实验操作过程比较繁琐，耗时长，不利于实验的反复进行且实验演示的直观效果也不好，从而导致学生因不能理解而造成物理学习的兴趣降低。为了提高课堂教学效率，提升学生的学习兴趣，节省实验时间，让学生从感性上充分理解和掌握匀变速直线运动的规律，迫切需要一种新型教具来满足教师进行演示讲解。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对背景技术中存在的问题，提供一种演示匀变速直线运动规律的物理实验教学装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种演示匀变速直线运动规律的物理实验教学装置，包括有运动机构、测试对比机构和控制系统，所述运动机构包括有底座、支架、轨道板、磁性滑块和挡板，所述支架固定于底座上，所述轨道板倾斜设于底座和支架之间，所述磁性滑块可沿轨道板移动，所述挡板设于轨道板底部，在所述挡板上还设置有感应器；所述测试对比机构包括有贮水箱和计量装置，所述计量装置设置于底座上，所述贮水箱位于计量装置的正上方，并通过支撑架与支架连接，所述贮水箱和计量装置之间通过滴管连接，在所述滴管上设有电磁阀；所述控制器系统包括有设置于底座上的控制处理器、计时器和显示器，通过控制处理器控制磁性滑块在轨道板上运行，以及控制电磁阀的开闭状态，实现贮水箱和计量装置之间的连接与断开，所述计时器用于计算磁性滑块在轨道板上的运行时间，所述控制处理器分别与感应器、计时器和显示器电性连接。

进一步地，所述一种演示匀变速直线运动规律的物理实验教学装置，其中在所述轨道板的顶部设有可与磁性滑块吸合的电磁铁，所述电磁铁与控制处理器电性连接，通过所述控制处理器控制电磁铁的通电与断电，实现磁性滑块与电磁铁之间的吸合与断开。

进一步地，所述一种演示匀变速直线运动规律的物理实验教学装置，其中所述计量装置为量筒。

进一步地，所述一种演示匀变速直线运动规律的物理实验教学装置，其中在所述轨道板与底座之间还设有可调节轨道板倾角的调节机构。